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维持河流健康生命-以黄河为例

来源:黄河网 作者:李国英 发布时间:2005-10-21 12:30 浏览次数:

一、 河流生命概念的建立与河流治理的终极目标

(一) 河流孕育了人类文明

人类从游牧阶段走向定居从事农业生产,继而创造农耕文明,完全依赖于河流。尼罗河特有的自然条件,满足了古埃及人生存和生产的基本需求,极大地促进了古埃及经济社会的发展。古埃及文明在尼罗河年复一年的泛滥中诞生。幼发拉底河和底格里斯河上游的冰雪融水和降雨,滋润着下游地区的干旱地带,孕育了早期的苏美尔农耕文明和古巴比伦王国的繁荣。印度河流域的地形条件和气候、水文条件,催生了南亚次大陆青铜时代文明。黄河以其生命之水哺育了中华民族的成长,以及农业和其他一切经济活动的兴起与发展。

古代埃及、古代巴比伦、古代印度和古代中国所创造的人类文明史,实际上就是其赖以生存和发展的尼罗河流域、两河流域、印度河流域和黄河流域的河流文明史。历史证明,没有河流,人类文明不可能诞生,更谈不上发展。因此,可以得出这样的结论,河流是人类文明的起源,它不仅孕育了人类文明,而且滋润着人类文明的不断成长。

(二) 人类对河流的伤害及其后果

鉴于河流对人类文明孕育和发展的重要作用,人类在开发利用河流时,就应该建立一种至高无尚的生态良知、生态道德和生态责任,并以此作为共同遵守的道鹿娣逗托形荚颉h欢莨酃沤裰型馊死嘤牒恿鞯墓叵凳罚床⒎侨绱恕i踔辽钤诮裉斓娜嗣牵蜞笥谌鲜端剿蓿蛄⒆阌谙涟木植坷妫诖碛牒恿鞯墓叵凳保匀晃茨芡耆谕讶死嘀行闹饕宓募壑等∠颍院恿鞯目⒗茫仙俟思捌涑性啬芰γ灾劣谑谷死嗬狄陨娴纳勇旁忤钅选9埃罚纺辏挥诳兹负优系穆ダ脊殴俏饔蚺┮底钗⒋锏穆讨蕖h欢?/span>随着人们对孔雀河水无节制地开发利用,最终导致孔雀河的断流。公元542年,楼兰古国彻底消亡。当年盛极一时的楼兰完全被湮埋在罗布泊西岸的沙漠之中。

塔里木河是中国最大的内陆河,它的兴衰关系到整个塔里木盆地的生存与发展。因为它是维系塔里木盆地东部生态系统的惟一输水通道,也是阻隔塔克拉玛干沙漠和库鲁克沙漠的天然屏障。然而,由于对其水资源的过度开发利用,下游河道自20世纪70年代开始长期处于断流状态,致使具有战略意义的下游绿色走廊濒临毁灭。阿姆河是中亚最大的河流,也是咸海的主要水源。由于上中游地区的灌区开发,造成进入咸海的水量急剧减少,20世纪80年代末,阿姆河发生断流。20世纪60~90年代,咸海水位下降了14.9米,面积缩小了42.5%。干涸的湖底面积已达到2.7万平方千米,其中90%的裸露湖底变成了沙漠,并成为盐、杀虫剂残留物的沉积地,大风每年从干涸的湖底吹起的盐类和有毒沉积物引起下风侧的人畜呼吸道疾病和癌症发病率迅猛增长。科罗拉多河是美国西南部干旱地区的最大河流。由于水资源的过度开发,导致自然状态下的洪水过程基本不再出现,河道发生萎缩,下游湿地面积大幅度减少,河口地区水质恶化,再加之一些有毒物质和放射性物质经污染后的地下水渗流进入河水中,美国河流协会已将其列为2004年美国十大濒危河流之首。

黄河的水资源利用以频繁断流为标志已经突破河流承载的极限,不仅给下游地区沿河城乡人民生活和工农业生产造成严重影响,而且也使河口三角洲生态系统遭到破坏。由于近20年来黄河没有发生对下游冲刷有利的洪水,致使河槽淤积加剧,行洪排沙能力大幅度降低。与此同时,进入黄河的废污水量不断增加使原来就十分突出的水资源供需矛盾更进一步激化。

随着人类经济社会的发展及其对河流的索取,目前全世界河流大多处于“病态”之中,有些河流甚至已“病入膏肓”。

(三) 河流生命概念的建立

生命,作为一个一般科学概念,是在19世纪初提出来的,其本意是想用这一概念把生物与非生物区别开来。因此,传统的,或狭义的生命概念都是基于生物特性提出的。根据当代自然科学发展的大趋势和20世纪生命科学迅猛发展的背景,广义的生命科学研究将进入生态系统,即以人类研究为主体,更加讲究生态、经济、社会和制度的综合效益,在理论和控制策略研究相结合的基础上,进行自然科学和社会科学相结合的综合性研究,进一步向着系统化的方向发展。

在现代的、广义的生命科学建设中,应赋予河流生命的意义,建立河流生命概念。理由如下:

1. 在宏观尺度中,河流完全体现了生命运动过程贯穿的物质、能量、信息三者的变化、协调和统一

生命的运动过程,具有能量流动、物质循环和信息传递三大基础功能。其中能量流动和物质循环是生态系统中最主要的特征。以河流为中枢的水文循环过程具有明显的能量流动和物质循环特征。

水文循环是地球上最主要的物质循环,对地球环境的形成、演化和人类生存都具有重大作用。在水文循环过程中,河流始终处于中枢地位。一方面它作为大气降水的下垫面直接承纳大气降水;另一方面作为承泄区接纳地下水和潜流的汇聚,同时作为通道将上述大气降水和出露地下水及潜流输送至尾闾的海洋或湖泊。

太阳辐射给了生物生命运动的能量。同样,推动水文循环系统的能量也来自于太阳的辐射能。在地球引力作用下,河水不断从上游向下游流动,因克服流动阻力、冲蚀河床、挟带泥沙等,所含水的能量分散地逐渐被消耗。与生态系统的能量流动过程完全一样,河流中水的能量也是按照递减的规律,单向地在河流中流动。

2. 只有赋予河流生命意义,才能树立河流的价值主体地位,从而改变人类中心主义的价值取向

人类中心主义的价值观,表现为人类自居于征服和战胜自然的位置,对世界上的一切事物都以是否对己有利而决定取舍。其致命伤在于只承认经济增长的重要性,忽视经济发展永远也不可能摆脱其制约的生态背景,企图在这个非线性运行的生态世界里实现永久性的线性经济增长。人类中心主义价值观导致了河流的过度开发利用,河流由此作出的负反馈也使人类付出了高昂的代价。经验和教训告诉我们,人与河流的关系应该是和谐相处。为了实现这一目标,就必须将河流视为生命体。惟有此,才能唤醒人类对河流的尊重意识,从而为盲目扩张的人类活动限定一条不可逾越的“底线”。

(四) 河流治理的终极目标

河流生命的核心是水,命脉在于流动。河流中不间断的径流过程标志着河流生命脉搏的跳动,只有不间断的径流过程存在,才有沿河生态系统的良性维持。河流中适时的洪水过程标志着河流充满着朝气和生命的活力,只有适时地发生一定量级的洪水过程,才有河道的不萎缩,才能使河流保持健康的生命形态。

截至目前,世界范围内对河流治理的基本方法和技术手段日臻完善,对河流的控制几乎可以达到随心所欲的地步。不可讳言,相对于河流的治理目标,人们似乎更注重治理的过程,仿佛人类在河流治理上的价值只有在轰轰烈烈的工程建设过程中才能得以充分体现。相反,对河流治理的终极目标并未进行认真而充分的讨论。当然,要对河流治理的终极目标下一个统一的定义是相当困难的,毕竟世界上的河流充满了个性化和特殊性。但从河流生命的角度仍能找到一个共同期望的答案,那就是河流治理的终极目标是维持河流健康生命。至于河流个性化和特殊性在其终极目标中的反映,应该分别制定各自不同的健康生命指标或结构体系。

 

二、 维持黄河健康生命治河体系

 

(一) 维持黄河健康生命的研究内容

1. 理论体系

该体系包括黄河健康生命的定义、内涵、目标及控制指标,划分实现维持黄河健康生命的阶段,以及在每个阶段中为达到相应目标而采取的方向性对策。

2. 生产体系

该体系侧重于以维持黄河健康生命理念融入其中的具体治理方案的实施及其所获取的客观效果,或治理方案实施对维持黄河健康生命治河终极目标的逼近。

3. 伦理体系

人类活动对河流的伤害,凸显出人类对河流应该承担道德责任的缺失。要将维持河流健康生命化作人类的自觉意识,就必须建立一种基本的伦理道德观——河流伦理,而且还必须将其渗透到人类繁衍和成长的过程中。因为,广泛的共同遵守的伦理道德常常比国家法律更加具有普遍约束力。

(二) 维持黄河健康生命过程的阶段划分

维持黄河健康生命是一项长期而艰巨的历史任务,在实现其终极目标的过程中,根据黄河水沙条件的变化,可将其划分为近期、中期和远期三个阶段。

1. 近期

近期是指黄河本体的水资源量没有外来水源的补充,黄土高原水土流失治理减少入黄泥沙总量控制在3亿吨水平。黄河水沙关系不协调的形势继续朝着恶化的方向发展。近期的工作目标是遏制对维持黄河健康生命的各种不利因素继续恶化的趋势。

2. 中期

中期是指南水北调增加黄河水资源量90亿立方米黄土高原水土流失治理减少入黄泥沙的总量控制在5亿吨水平,黄河水沙关系较近期有所改善。中期的工作目标是提高对黄河水沙关系的调节能力,逐步恢复河道基本功能。

3. 远期

远期是指南水北调增加黄河水资源量170亿立方米,黄土高原水土流失治理减少入黄泥沙的总量控制在8亿吨水平,黄河的水沙关系得到较大改善。远期的工作目的是通过完善的水沙调控体系维持黄河健康的生命形态。

(三) “1493”治河体系

维持黄河健康生命为黄河治理的终极目标,这一终极目标更多地表现为一种治河的理念,其标志为“堤防不决口,河道不断流,污染不超标,河床不抬高”。这四个标志,应通过与之相应的九条治理途径得以实现:①减少入黄泥沙;②流域及相关地区水资源利用的有效管理;③外流域调水增加黄河水资源量;④建设黄河水沙调控体系;⑤制定并实现黄河下游河道科学合理的治理方略;⑥塑造使河道主槽不萎缩的径流过程;⑦采取满足水质功能要求的水资源保护措施;⑧治理黄河河口,以尽量减少对下游河道的反馈影响;⑨满足黄河三角洲生态系统良性维持要求的径流过程塑造。

   要确保上述九条途径的科学性、合理性,就必须将每一条途径及其派生的具体方案置于科学决策场中,这个场由“三条黄河”构成,即原型黄河、数字黄河和模型黄河。

 

三、 维持黄河健康生命行动及其效果

 

(一) 水资源统一管理与调度

黄河是我国西北和华北地区的重要水源,以占全国河川径流总量2%的水资源,承担着全国12%的人口、15%的耕地的供水任务,同时还承担着向流域外部分地区远距离调水任务。随着流域及相关地区经济社会的迅速发展,水资源供需矛盾日益加剧,一个时期以来,由于对全流域水资源缺乏统一管理和水量统一调度,引用黄河水一度处于无序状态,致使黄河下游频繁断流。从1999年开始,国务院授权黄河水利委员会对黄河水资源实行统一管理并对黄河水量实施统一调度。以此为契机,黄河水利委员会采取了行政、法律、技术、工程、经济等措施,在黄河流域连年枯水的情况下,确保了黄河自1999年以来连续6年不断流,最大限度地发挥了黄河水资源的经济效益、社会效益和生态效益。

(二) 调水调沙

黄河下游河道是举世闻名的“地上悬河”。现状黄河下游河床普遍高出背河地面4~6米,最大达12米。20世纪90年代,持续的枯水系列,致使主河槽淤积、萎缩呈加剧之势。局部河段河槽的过流能力由20世纪80年代的6000立方米每秒降至2000立方米每秒左右。黄河下游河道的严重淤积,主要原因是进入下游的水沙关系不协调。为了塑造协调的水沙关系,就必须借助干支流水库对天然水沙关系进行调节。

1. 基于小浪底水库单库运行的调水调沙

2002年7月4~15日,利用小浪底水库对天然洪水、泥沙过程进行调节,塑造了有利于下游河道排沙入海的水沙关系及过程,使黄河下游河道主河槽全部发生冲刷,冲刷量0.562亿吨。

2. 基于不同来源区水沙过程对接的调水调沙

2003年9月6~18日,将小浪底水库以上的浑水及其以下的清水进行掺混,形成了有利于下游河道排沙入海的水沙关系及过程,不仅实现了小浪底水库排沙,而且也使下游河道全线发生了冲刷,冲刷量0.388亿吨。

3. 基于干流水库群联合调度和人工扰动的调水调沙

2004年6月19日~7月13日,利用万家寨水库塑造洪峰冲刷三门峡水库,再利用三门峡水库塑造洪峰冲刷小浪底库尾的淤积三角洲,使三门峡水库冲出的泥沙和小浪底库尾淤积三角洲被冲起的细泥沙,以异重流形式排出小浪底库外,并输送至渤海。不仅使小浪底库区淤积形态得到调整,而且黄河下游河道全线发生冲刷,冲刷量0.642亿吨。

2002~2004年连续3年的调水调沙运行,使黄河下游河道主河槽的最小过洪能力由2002年汛前的1800立方米每秒提高到3000立方米每秒。

实践证明,通过调水调沙塑造和谐的水沙关系,可以有效遏制黄河下游河道形态持续恶化的趋势。随着外流域调水对黄河水资源量的增加,再加之水沙调控体系的日臻完善,不断对黄河水沙关系进行调整,可逐渐恢复黄河健康生命形态,并最终得以良性维持。

 

【责任编辑】张西宁